Зонд для замера параметров газа и шихты по радиусу шахтной печи

(2 стургииРоч"кайл ПАРАМЕШАХТНналомпару ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ АВТОРСКОМУ С 1) 3606235/22-02(71) Институт черной металл(54)(57) 1. ЗОНД ДЛЯ ЗАМЕРАРОВ ГАЗА И ШИХТЫ ПО РАДИУСУПЕЧИ, содержащий корпус с кдля отбора проб газов, терм 801225857 А и датчик прогиба корпуса, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности замера, датчик прогиба корпуса выполнен в виде же ко установленной планки с внутренним полусферическим пазом, внутри которого помещены подвижный контакт и изолирующая пластина, причем на изолирующей пластине закреплен .элект ропроводник.2. Зонд по п. 1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что полусферический лаз датчика прогиба заполнен инертной жидкостью.Изобретение относится к черной металлургии, в частности к устройствам контроля работы доменных печей.Цель изобретения - повышение точности замера. 5На фиг 1 представлен корпус зонда, продольный разрез; на фиг. 2 -эпюра сил.Устройство содержит корпус с каналом 1 для отбора проб газов, термо- О пару 2, датчик 3 прогиба корпуса, последний выполнен в виде планки, жестко установленной в корпусе зонда с внутренним полусферическим пазом 4, подвижный контакт 5, изолирую щую пластину 6 с закрепленным на ней электропроводником 7, выходную клемму 8, полусферический паз, заполненный инертной жидкостью 9.Работа предлагаемого устройства 20 заключается в следующем.Во время измерения температуры по радиусу шахты доменной печи термопарой 2 и отбора проб газов по каналу 1 происходит прогиб вводимого 25 в печь корпуса зонда движением шихтового материала. Прогиб корпуса зонда изменяет положение подвижного контакта 5, свободно перемещаюЩегося в полусферическом пазе 4 планки 3 в тече. щ ние времени измерения температуры и отбора проб газа.Благодаря полусферической форме паза подвижной контакт свободно йеремещается и занимает одно иэ устойчивых положений, что приводит кизменению сопротивления электропровод- ника 7, включенного в мостовую измерительную цепь (не показана). В каждой новой точке отбора проб газаи измерения температуры по радиусу шахты печи прогиб корпуса зонда фиксируется положением подвижного контакта 5, что дает возможность судить о движении шихтовых материалов, Заполнение инертной жидкостью полусферического паза позволит исключить попадание продуктов плавки во внутреннюю полбсть датчика.Техническим преимуществом предла гаемого зонда по сравнению с известным является следующее: возможность одновременного измерения температуры, отбора проб газов и контроля движения шихтовых материалов в каждой точке 5 исследуемого горизонта по радиусу шахты доменной печи, что позволит иметь дополнительную информацию о параметрах газа и шихты по радиусу, увеличить производительность печи на 0,57 на каждые 0,1 ати (установлено на основе опытных плавок и расчетных материалов).Расчет устойчивости и прочности зонда вводимого в шахту доменной печи следующий.На фиг. 2 представлена эпюра сил, обуславливающих прогиб корпуса зонда.Из проведенных опытов известно, что осевое усилие при введении зонда в шахту печи может достигать 3,8- 5,0 т, что дополнительно нагружает зонд и увеличивает суммарную нагрузку (на фиг. 1 показано движение зонда в шахту печи), т,е.Р =Т+ О (1) где Р - осевая сила, необходимаядля преодоления силы сопротивления шихты;Т - сила в передней части зонда;Ц - сила трения о тело зонда иподдержания определенной скорости движения зонда.Прочность и устойчивость зонда .зависят от его механических свойств и осевого усилия, приложенного к нему.Рассмотрим зонд, изготовленныйиз стальных труб наружным диаметром0=60 мм, внутренним й 50 мм, длиной24 м.Предел текучести стали принимаютравным б =3300 кг/см,При общей длине зонда (фиг.1) длина выступающей из шахты части х,длина погруженной части ( 1-х).В установившемся состоянии, когдадвижение зонда равномерное, осевоеусилие Р=Т+Я, где сила сопротивлениящешихты Т=с - а сила трения Я Ю (1 У 3(1),где- коэффициент сопротивления шихты; я - коэффициент трения шихты о зонд,Максимально допустимая (критическая) осевая сила по условию устойчивости круглого стержня составит3 12258 модуль упругости (для стали); модуль инерции;радиус инерции (площадь сечения);коэффициент Пуассона (для металлов 0,3);длина выступаемой части.1 где Е -Р составляющей не более 57. от общейвеличины, можно считать, что Д 2 Е 1Р =- -- гКР х 2(4) Фиг. ГСоставитель Б.Раковскийактор Н.Гунько Техред Л.Олейник Корректор И.Эрдейи 552 Подписновенного комитета СССРретений и открытий5 Раушская наб , д. 4/5 аказ 2102/18 Тираж ВНИИПИ Государс по делам изо 113035, Москва, Ж изводственно-полиграфическое предприятие, г.ужгород, ул.Проектная, 4 Ввиду малой величины П 2 Р 21+2 4(1+а) - гх 2 10 где Р - эйлерова сила, максимальноКРдопустимая по условию устойчивости аПриравняв (3) и (1) получают уравнение для определения глубины погру 20 жения, на которой зонд теряет устой- чивостьг Подставив в формулу (4) известныевеличины П,Е,1 и вычисленное значениеХ=-4(Гг -Й )=.32,97 (см ), получают64следующее уравнение: 3018, 84 Ггх - (28, 26 +7536 я) х++682676820=0 (5) Коэффициенты трения и сопротивле ния шихты зависят от давления столба35 шихты и скорост; зонда, причем 57 4эти коэффициенты пропорциональнызначениям шихты.Прй высоте слоя шихты над зондом 5=10 м (фиг. 1) давление шихтыР= Ь 0,1 кг/см,Коэффициенты трения и сопротивления связаны с давлением шихты соотноше ием (5):-й, Р,где Й -2 - относительные коэффициенты трения и сопротивления и зависят только от скорости введения зонда Ч."Исходя из требований соотношения .(6) скорости движения зондав шахту механизмом ввода зонда расчет устойчивости проводим для 7 А ==0,2 м/с.Величины Й и Е , выбранные исходя из скоростй введения зонда в шахту печи и с учетом соотношения (6),равны соответственно 1=36; Г =240.Вычислив значения Е и Е и соотношение (6) получим я=4,8 и =24.Подставив значения в и й в уравнение (5) и решив его относительно х,получим х=0,96 м =1,0 м.Таким образом, при скорости движения зонда 7=0,2 м/с зонд теряетустойчивость и изгибается при вводимой длине более 1 м. Из приведенногоследует, что противопоставленнымспособом практически невозможно из"мерять давление шихты при длине зонда более 1 м,